专利名称：胰岛素类似物的制作方法
胰岛素类似物相关申请的交叉引用
本申请要求美国临时专利申请61/139，221 (2008年12月19日申请)的优先权，将其全部公开内容明确地结合到本文中作为参考。背景
胰岛素是神奇的肽激素。在几乎所有形式的糖尿病中，它显示了无与伦比的降低葡萄糖的能力。令人遗憾的是，它的药理学不是葡萄糖敏感性的，并因此它能够过度起作用，导致危急生命的血糖过低症。矛盾的药理学是胰岛素疗法的特点，这种特点使得血糖正常而不出现血糖过低症是极其困难的。此外，天然的胰岛素是短时期作用的胰岛素，并且要求修饰，以便使其适合用于控制基础葡萄糖。胰岛素疗法的一个中心目标是设计能够提供一天一次定时作用的胰岛素制剂。延长胰岛素剂量的作用时间可以通过降低胰岛素在注射位点的溶解度来实现。有三种被证实的和独特的分子方法来降低溶解度，它们包括(1)用锌使胰岛素的制剂成为不能溶解的悬浮液，( 通过加入阳离子型氨基酸，使它的等电点提高至生理 PH值，(3)共价修饰，以便提供能够降低溶解度并结合白蛋白的疏水性配体。所有这些方法受到固有可变性的限制，这些可变性随着在注射位点出现沉淀，随后再溶解，并且以活性激素形式输送至血液而发生。前体药物化学提供了另一种机理，这种机理可以在从给药位点廓清并以高度限定浓度在血浆中平衡之后，精确控制胰岛素作用的起始和持续时间。相对于目前长效胰岛素类似物和制剂，这种方法的主要优点是胰岛素储存处不是发生注射的皮下脂肪组织，而是血液隔室。这种方法消除了沉淀和溶解中的可变性。它还能够通过非皮下注射途径来给予该肽激素。为了构成成功的前体药物-激素，需要活性位点结构地址，可以形成前体药物结构单元的可逆性连接的基础。该结构地址需要提供两个关键特征(1)选择性化学修饰的潜力，和(2)在天然形式中，一旦除去前体药物结构单元，能够提供全活性。胰岛素是两个链的杂二聚体，其是通过酶催过程、由低效价单链前胰岛素前体生物合成获得的。人胰岛素由两个肽链(“A链”(SEQ ID NO 1)和“B链”(SEQ ID NO 2)) 组成，它们通过二硫键结合在一起，并且总共具有51个氨基酸。B-链的C端区域和A-链的两个末端以三维结构形式结合，组装成与胰岛素受体结合的高亲合性位点。天然胰岛素结构在活性位点残基处具有限定的独特化学元素，可以用于选择性地组装酰胺连接的前体药物单元。可以被修饰从而提供连接前体药物单元的元素的两个位点包括天然A链的19位的酪氨酸残基(“A19酪氨酸”)和天然B链的M位的苯丙氨酸残基(“BM苯丙氨酸”)。 这两个氨基酸是胰岛素作用的中心重要环节。然而，这两个氨基酸还证实在可以引入的并且还保持全效价的结构改变的类型方面具有高度限制性。正如本文所公开的那样，本申请人发现了全效价的胰岛素类似物，其在A19位被修饰，并且可以潜在地用于组装胰岛素前体药物衍生物。概述
按照一个实施方案，提供了全效价胰岛素类似物，其中在不损失效价的情况下在胰岛其中r4是-nh2或och3 ； X3是天门冬酰胺或甘氨酸； )(4选自组氨酸和苏氨酸； &选自丙氨酸、甘氨酸和丝氨酸；
权利要求
其中r4是nh2或och3 ；和&是天门冬酰胺，甘氨酸或丙氨酸；或其类似物，其包括不同于seq id no 3的序列， 不同之处是在选自a5、a8、a9、a10、a14、a15、a17、a18的位置具有1至3个氨基酸修饰。
1.
2.权利要求1的胰岛素类似物，其中&是nh2。
3.胰岛素类似物，包括包括 Giveqccx1SicslyQlenx2Qc3 (seq id no 3)的序列的 a 链序列；禾口包括 x4lcgx5x6lvealylvcg ergff(seq id no 4)的序列的 β 链序列，其中 &选自苏氨酸和组氨酸； x2是下列通用结构的氨基酸 o
4.多肽，其包括序列 Giveqccx1SicslyQlenx2Qc3(seq id no 3)，其中 x1选自苏氨酸和组氨酸； x2是下列通用结构的氨基酸二肽；X10是苏氨酸，丙氨酸或苏氨酸-精氨酸-精氨酸三肽； X11选自苯丙氨酸和去氨基-苯丙氨酸。
5.权利要求3的胰岛素类似物，其中a链序列包括序列giveqcctsicslyqlenx2cn(seq id no 6)，其中X2是下列通用结构的氨基酸 o
6.权利要求5的胰岛素类似物，其中b链序列包括序列hlcgshlvealylvcgergff(seq id no 7)。
7.权利要求5的胰岛素类似物，其中b链序列包括序列fvnqhlcgshlvealylvcgergffy tpkt (seq id no 8)。
8.权利要求5的胰岛素类似物，其中b链序列包括序列fvnqhlcgshlvealylvcgergffy tkpt(seq id no 9)。
9.权利要求3的胰岛素类似物，进一步包括亲水性部分与b链的氨基酸连接。
10.权利要求9的胰岛素类似物，其中亲水性部分与b链的n-末端氨基酸连接。
11.权利要求7的胰岛素类似物，其中亲水性部分连接b链的n-末端氨基酸或连接seq id no 8的四位的氨基酸。
12.权利要求8的胰岛素类似物，其中亲水性部分连接b链的n-末端氨基酸或连接seq id no 9的观位的氨基酸。
13.权利要求9-12的胰岛素类似物，其中亲水性部分是聚乙二醇。
14.单链胰岛素类似物包括式b-p-a19的化合物，其中b 代表包括 x4lcgx5x6lvealylvcg ergff (seq id no 4)的序列的序列； A19 代表包括 Giveqccx1SicslyQlenx2Qc3 (seq id no 3)的序列的序列；和 p代表大约4至大约14个氨基酸的肽连接基，进一步的，其中 &选自苏氨酸和组氨酸； x2是下列通用结构的氨基酸
15.权利要求14的单链胰岛素类似物，其中肽连接基选自Gly-Gly-Gly-Pro-Gly-Lys-Arg(SEQ ID NO: 11), Gly-Tyr-Gly-Ser-Ser-Ser-Arg-A rg-Ala-Pro-Gln-Thr(SEQ ID NO: 12), Arg-Arg-Gly-Pro-Gly-Gly-Gly(SEQ ID NO: 21)， Gly-Gly-Gly-Gly-Gly-Lys-Arg(SEQ ID NO: 13), Arg-Arg-Gly-Gly-Gly-Gly-Gly(SEQ ID NO: 14), Gly-Gly-Ala-Pro-Gly-Asp-Val-Lys-Arg(SEQ ID NO: 15), Arg-Arg-Ala-Pro-G Iy-Asp-Val-Gly-Gly(SEQ ID NO: 16), Gly-Gly-Tyr-Pro-Gly-Asp-Val-Lys-Arg(SEQ ID NO: 17), Arg-Arg-Tyr-Pro-Gly-Asp-Val-Gly-Gly(SEQ ID NO: 18), Gly-Gly-His-Pro-Gl y-Asp-Val-Lys-Arg(SEQ ID NO: 19)和 Arg-Arg-His-Pro-Gly-Asp-Val-Gly-Gly(SEQ ID NO: 20)。
16.权利要求15的单链胰岛素类似物，其中&是NH2。
17.权利要求14的单链胰岛素类似物，其中 R4 是 Ml2 ；B 链包括)CnVNQ)(4LCGX5X6LVEALYLVCGERGFFYTX9 XloiSEQ ID NO 5)的序列；禾口肽连接基具有4至8个氨基酸长度，进一步的，其中 )(4选自组氨酸和苏氨酸； &选自丙氨酸、甘氨酸和丝氨酸；&选自组氨酸，天门冬氨酸，谷氨酸，高磺基丙氨酸和磺基丙氨酸； X9是天门冬氨酸(aspartate)-赖氨酸二肽，赖氨酸-脯氨酸二肽，或脯氨酸-赖氨酸二肽；X10是苏氨酸，丙氨酸或苏氨酸-精氨酸-精氨酸三肽； X11选自苯丙氨酸和去氨基-苯丙氨酸。
18.权利要求17的单链胰岛素类似物，其中肽连接基包括下列序列GGGPGKR(SEQ ID NO: 11)，AGRGSGK(SEQ ID NO: 24) ；AGLGSGK(SEQ ID NO: 25) ；AGMGSGK(SEQ ID NO: 26) ；ASffGSGK(SEQ ID NO: 27) ；TGLGSGQ(SEQ ID NO: 28) ；TGLGRGK(SEQ ID NO: 29) ；TGLGSGK(SEQ ID NO: 30) ；HGLYSGK(SEQ ID NO: 31) ；KGLGSGQ(SEQ ID NO: 32)； VGLMSGK (SEQ ID NO: 33) ；VGLSSGQ(SEQ ID NO: 34) ；VGLYSGK(SEQ ID NO: 35)，VGLSSGK (SEQ ID NO: 36) ；VGMSSGK(SEQ ID NO: 37) ；VffSSSGK (SEQ ID NO: 38)， VGSSSGK(SEQ ID NO: 39)禾口 VGMSSGK(SEQ ID NO: 40)。
19.权利要求3-8或14-18的任一项的胰岛素类似物，其中通过A9、A14、A15、B22、B^、 B29位的氨基酸侧链、B链的C-末端或N-末端或肽连接基的赖氨酸侧链连接亲水性部分。
20.权利要求1-18的任一项的胰岛素类似物，其中在选自A9、A14、A15、B22、B^或B^ 的一个或多个位置将所述类似物酰化。
21.药物组合物，其包含权利要求3或14的胰岛素类似物和可药用载体。
22.治疗糖尿病的方法，所述方法包括给予有效量的权利要求21的药物组合物。
全文摘要
本发明提供了全效价的胰岛素类似物，其中该类似物包括在A链19位的酪氨酸残基的修饰。
文档编号C07K1/00GK102256992SQ200980150812
公开日2011年11月23日 申请日期2009年12月18日 优先权日2008年12月19日
发明者D. 迪马基 R., 韩杰 申请人:印第安纳大学研究及科技有限公司